ТВЕРДЫЕ РАСТВОРЫ НА ОСНОВЕ ВИСМУТИДА ГАДОЛИНИЯ И ВИСМУТИДА ТЕРБИЯ.

Изобретение относится к новым химическим со-единениям, а именно к твердым растворам на ос-нове антимонида Gd5Bi3 и висмутида Tb5Bi3 с об-щей формулой Gd5.xTbxBi3 (х= 0.5-4.5). Они могут быть использованы как магнитные материалы в криогенной технике.
Твердые растворы получают смешиванием порошка висмутида Gd5Bi3 и висмутида Tb5Bi3 в молярном соотношении (0.9-01):(0.1-0.9). Смесь прессуют в таблетку и проводят ее нагрев до 1573±50 К в вакууме при оста¬точном давлении 1.33-10"2 Па с выдержкой в течение 3±0.5 ч.
Твердые растворы кристаллизуются в ром-бической сингонии типа Y5Bi3. Парамагнитная температура Кюри твердых растворов составляет 146-262 К.

Изобретение относится к новым химическим соединениям, а именно к твердым растворам на основе висмутидов Gd5Bi3 Tb5Bi3 с общей формулой Gd5_xTbxBiy (x~ 0.5-4.5), которые могут быть использованы как магнитные материалы в крио-генной технике.
Известно, что соединения редкоземельных элементов иттриевой подгруппы с висмутом состава Ln5Bi3 (Ln= Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Lu) проявляют магнитные свойства [1]. При этом среди висмутидов редкоземельных элементов высокую парамагнитную температуру Кюри (270 К) показывает Gd5Bi3. Tb5Bi3, в отличие от Gd5Bi3, имеет относительную низкую парамагнитную температуру Кюри, которая составляет 146 К [1].
Целью данного изобретения является получение на основе висмутида Gd5Bi3 и висмутида Tb5Bi3 твердых растворов Gd5_xTbxBi3 (x= 0.5-4.5;), магнитных материалов, парамагнитная температура Кюри которых была бы существенно выше, чем у Tb5Bi3.
Для достижения указанной цели на основе висмутидов Gd5Bi3 и Tb5Bi3 приготавливают твердые растворы состава. Gd5-xTbxBiy (x= 0.5-4,5). Висмутиды Gd5Bi3 и Tb5Bi3 являются изоструктурными соединениями и кристаллизуются в ромбической сингонии типа Y5Bi3 [2] ( табл. 1).
Твердые растворы указанных составов получают следующим образом. Порошки висмутидов Gd5Bi3 и Tb5Bi3 смешивают в стехиометрическом соотношении, (0.9-01): (0.1-0.9), прессуют в таблетку и помещают в герметичный молибденовый тигель. Затем тигель с веществом нагревают (со скоростью 40 град/мин, в вакуумированной среде (до 1,33-10" Па) от комнатной температуры до 1573±50 К и при этой температуре выдерживают 3±0.5 ч. После чего печь выключают и тигель с веществом охлаждают до комнатнрй температуры.
Твердые растворы составов Gd5_xTbxBi3 (x= 0.5-4.5), синтезируются при одном и том же оптимальном температурном и временном режиме, т.е. при 1573±50 К и времени выдержки 3±0.5 ч.
Получение твердых растворов иллюстрируется следующими примерами:
Пример 1. При получении твердого раствора состава ОсЦТЬЕНз в количестве 10 г, в соотношении мольных долей Gd5Bi3 и Tb5Bi3 как 0.8:0.2, 7.985 г порошка Gd5Bi3 смешивают с 2.015 г порошка Tb5Bi3. Затем смесь прессуют в таблетку и загружают в герметичный тигель из молибдена. Нагрев тигля с таблеткой от комнат-ной температуры до 1573±50 К осуществляют в вакууме 1.33-10" Па и при этом выдерживают 3±0.5 ч. После этого печь и тигель с таблеткой охлаждают до комнатной температуры.
Пример 2. При получении твердого раствора состава Gd2Tb3Bi3 в количестве 15 г, в соотношении мольных долей Gd5Bi3 и Tb5Bi3 как 0.4:0.6, 5.980 г порошка Gd5Bi3 смешивают с 9,020 г порошка Tb5Bi3. Затем смесь прессуют в таблетку и загружают в герметичный тигель из молибдена. Нагрев тигля с таблеткой от комнат-ной температуры до 1573±50 К осуществляют в вакууме 1.33-10' Па и при этом выдерживают 3±0.5 ч. После этого печь и тигель с таблеткой охлаждают до комнатной температуры.
Пример 3. При получении твердого раствора состава GdTb4Bi3 в количестве 20 г, в соотношении мольных долей Gd5Bi3 и Tb5Bi3 как 0.2:0.8, 3.9810 г порошка Gd5Bi3 смешивают с 16/019 г порошка Tb5Bi3. Затем смесь прессуют в таблетку и загружают в герметичный тигель из молибдена. Нагрев тигля с таблеткой от комнатной температуры до 1573±50 К осуществляют в вакууме 1.33-10-2 Па и при этом выдерживают 3±0.5 ч. После этого печь и тигель с таблеткой охлаждают до комнатной температуры.
Кристаллохимические характеристики полученных твердых растворов приведены в табл. 1. Установлено, что антимонид Gd5Bi3 и висмутид Tb5Bi3 образуют между собой непрерывный ряд изоструктурных твердых растворов замещения, кристаллизующихся в ромбической сингонии типа Y5Bi3.
Как видно из данных табл. 2. парамагнитная температура Кюри твердых растворов Gd5-xTbxBi3 (x= 0.5-4.5), выше температуры Кюри ТЬ5В1з. При этом наибольшее значение температуры Кюри (262 К) показывает твердый раствор Gd4.5Tbo.5Bi3.

1. Рахимов Х.А., Абулхаев В.Д., Убайдов СО. Магнитные свойства висмутидов состава Ln5Bi3 (Ln = Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Lu)/ Материалы Международной конференции: «Комплексные соединения и аспекты их применения» Душанбе: из-во Эр-гр. 2013. с. 91-93.
2. Wang V., Gabe E.J., Calvert L.D., Taylor J.B. The crystal structure of Y5Bi3 and its relation to the Mn5Si3 and the Yb5Sb3 type structure // Acta Cryst. - 1976. -V.B.32. -Pt.5.-P. 1440-1445.